Los trematodos, también conocidos como trematodos, son una clase de platelmintos parásitos con ciclos de vida intrincados. Esto los hace interesantes para los científicos, pero también son importantes tanto para la salud humana como para la conservación de la vida silvestre.
Los trematodos pueden causar infección en humanos cuando las personas ingieren alimentos que los platelmintos han contaminado, incluidos pescado, crustáceos y verduras crudos. Aunque este no es un problema importante en los Estados Unidos, la Organización Mundial de la Salud estima que la infección por trematodos transmitidos por los alimentos causa la pérdida de más de 2 millones de años de vida por discapacidad y muerte en todo el mundo cada año, y diferentes especies causan cáncer, cirrosis hepática y hemorragia cerebral. en casos extremos.
Algunos trematodos también infestan a los anfibios, lo que contribuye a la disminución promedio anual del 3,79% en su población general. Los trematodos como Ribeiroia ondatrae pueden desempeñar un papel en esta disminución, causando malformaciones graves en entre el 80% y el 90% de las ranas en algunas regiones de América del Norte, según Dana Calhoun, investigadora asociada senior del Departamento de Ecología y Ecología de la Universidad de Colorado Boulder. Biología Ambiental.
Su investigación reciente muestra que diferentes especies de trematodos tienen diferentes distribuciones en el cuerpo de ciertos anfibios, y que los parásitos fueron a diferentes lugares del cuerpo de los animales estudiados. Estos hallazgos pueden ayudar a los científicos a comprender mejor los mecanismos de la infección.
Para comprender los trematodos de manera más completa, Calhoun, junto con Pieter Johnson, profesor distinguido de CU Boulder en el Departamento de Ecología y Biología Evolutiva, y los investigadores Jamie Curtis y Clara Hassan utilizaron mapas de calor para caracterizar la distribución de varias especies de trematodos en ranas arbóreas del Pacífico y dos especies de tritones. Sus hallazgos fueron publicados en el Journal of Helminthology. .
Algunos parásitos infectan sólo a huéspedes de una sola especie, mientras que otros pueden infectar a miles. Uno de los atributos que hace que los trematodos digenéticos (los que pertenecen a la subclase Digenea) sean tan especiales, dice Calhoun, es que su ciclo de vida estándar requiere tres huéspedes para completarse.
"El huésped principal se llama huésped definitivo", explica Calhoun. "Podría ser un mamífero, una rana más grande, un pez o un pájaro. En un sistema acuático, ese huésped defecaría en el agua". Los huevos dentro de la materia fecal eclosionan y los trematodos intentan llegar a sus primeros huéspedes intermediarios. "En el sistema de agua dulce, suele ser un caracol", dice Calhoun.
Una vez que los trematodos están en los caracoles, los huéspedes sobrevivirán, pero serán castrados y no podrán reproducirse. Según Calhoun, esto se debe a que "el parásito se apodera del área de las gónadas y utiliza todos los recursos del caracol para reproducirse asexualmente. Esto le permite al parásito liberar diariamente un par de miles de cercarias de vida libre del caracol".
Las cercarias son la forma larvaria de los trematodos y, dado que tienen el tamaño de un espermatozoide, dice Calhoun, "es necesario que haya muchas si quieren llegar a donde deben ir en 24 horas", especialmente teniendo en cuenta que son a menudo se aprovechan en esa etapa.
Después de eso, los parásitos intentarán ingresar al segundo huésped intermediario, que en este caso generalmente es un anfibio, pero también podría ser un pez, un invertebrado o cualquier cosa que pueda ser devorada por el huésped final o definitivo, dice Calhoun. .
Esta etapa es particularmente interesante para los parasitólogos porque los parásitos a veces alteran a sus huéspedes para hacer más probable la transmisión al huésped definitivo. Por ejemplo, la especie Ribeiroia ondatrae es capaz de hacer que a las ranas les crezcan patas adicionales, como se menciona en el estudio de Calhoun.
Los trematodos pasan del huésped intermediario secundario al huésped definitivo cuando el huésped definitivo se come al huésped secundario. Según Calhoun, se supone que los anfibios con deformidades en las extremidades causadas por trematodos del género Ribeiroia son capturados y comidos por huéspedes definitivos con más frecuencia. Los parásitos se encuentran en una posición un tanto incómoda en este punto, dado que no quieren causar la muerte de sus huéspedes pero sí quieren ser comidos para completar la etapa final de su ciclo de vida.
Los trematodos a veces también pueden tener un cuarto huésped, llamado huésped paraténico. Estos huéspedes permiten que los parásitos sobrevivan en momentos en que los huéspedes definitivos no son accesibles, afirma Calhoun.
"Es un vestigio, ya que la rana eventualmente abandonará el agua y eso dificultará que los pájaros se la coman", añade. El desarrollo del parásito se detiene mientras se encuentra en un huésped paraténico.
"Los ciclos de vida simplificados son mucho más fáciles", señala Calhoun, pero el ciclo de vida del trematodo requiere muchas etapas de la vida del animal para desarrollarse de una manera particular. "Parece que hay muchas formas de interrumpir este tipo de ciclo de vida, pero sigue siendo muy común. Los trematodos están en todo el mundo y, para mí, eso es lo que los hace muy especiales".
Para producir los mapas de calor finales que muestran dónde se acumulaban los parásitos en los cuerpos de los anfibios, los investigadores diseccionaron las ranas y los tritones y registraron el número y tipo de parásitos en cada celda de una cuadrícula de los cuerpos de los animales.
Esto reveló que diferentes especies de parásitos (Alaria marcianae, Cephalogonimus americanus, varias especies de Echinostoma y Ribeiroia ondatrae) tenían diferentes distribuciones y que los parásitos iban a lugares diferentes en el cuerpo de los tritones que en las ranas.
En las ranas, la mayoría de los Echinostoma se encontraron en los riñones, la mayor parte de los Ribeiroia se encontraron en la parte frontal del cuerpo, la mayor parte de los Alaria se encontraron en la parte posterior del cuerpo (particularmente alrededor del cuello) y los trematodos Cephalogonimus se encontraron Distribuya aproximadamente uniformemente entre el frente y la espalda. Tanto Ribeiroia como Cephalogonimus se concentraron en regiones especializadas y, por lo tanto, pueden considerarse parásitos especializados.
"Los especialistas suelen utilizar una determinada zona o microhábitat dentro del huésped, o incluso podrían especializarse en el propio huésped", dice Calhoun. Por ejemplo, uno de los parásitos que estudia, Scaphanocephalus, utiliza el águila pescadora como huésped definitivo, mientras que otros trematodos pueden vivir en todos los taxones de aves que comen pescado. Debido a esto, existe el riesgo de que el huésped intermediario sea comido por un ave que no sea un águila pescadora, interrumpiendo el ciclo de vida del parásito.
También existe cierto riesgo de que la especie huésped se extinga, lo que obligaría al parásito a buscar un huésped diferente. Sin embargo, explica Calhoun, los especialistas se adaptan a su huésped definitivo, lo que hace menos probable que el huésped los elimine con éxito o los mate con su sistema inmunológico. Además, especializarse en un animal o área dentro de un animal puede reducir la competencia.
El estudio también mostró que Ribeiroia se agrupaba en lugares diferentes en los tritones que en las ranas. Ribeiroia fueron los únicos parásitos encontrados en los tritones recolectados para el estudio, y se concentraron en los tejidos cerca de la parte frontal del cuerpo en lugar de en los más cercanos a la parte posterior.
Calhoun dice que esto puede deberse a que ingresan a los cuerpos de los tritones de manera diferente:"Una de las características que son diferentes entre los huéspedes en el estudio es que los tritones son carnívoros, por lo que puede ser que estén tratando de comerse los parásitos cuando están en el agua. sistema y por lo tanto infectarse de esa manera."
La coinfección es la infección simultánea de un huésped por múltiples especies de patógenos. Según Calhoun, los investigadores han observado la coinfección por múltiples trematodos mediante la disección de animales salvajes. Este estudio muestra que los parásitos coinfectantes a menudo ocupan los mismos espacios o microhábitats en los huéspedes.
"En una de nuestras figuras", dice Calhoun, "mostramos que ambos parásitos estarían muy comúnmente en la misma pequeña celda de la cuadrícula. Tienes toda la dermis del animal, pero todos van a la misma área. Los mapas de calor nos permitieron verlo, pero ahora tenemos que investigar por qué."
Calhoun dice que los mapas de calor podrían ser útiles en general para especificar las posiciones de los parásitos dentro de los huéspedes.
"Si disecciono algo y encuentro el parásito A en la cabeza y el parásito B en la extremidad", explica, "es muy amplio decir simplemente 'en la cabeza' o 'en la extremidad' porque esas áreas son muy grandes en comparación con Los parásitos lo que muestran los mapas de calor es que están en las mismas celdas 1 por 1 en la cuadrícula del mapa de calor, básicamente apilados uno encima del otro. Muestra que existen estas áreas de coinfección en el huésped que son atractivas para los parásitos en comparación. otros lugares. Es importante que los investigadores estudien estos microhábitats, especialmente por qué varios parásitos utilizan el mismo microhábitat".
Mientras que algunos parásitos se congregan en los mismos espacios, otros no. Por ejemplo, Calhoun dice que Echinostoma es, en su mayor parte, la única especie de parásito encontrada en los riñones de los anfibios del estudio. Esto sugiere que están adaptados de manera única para ingresar a esta región del cuerpo.
Los mapas de calor también ayudaron a los investigadores a explicar por qué las ranas infectadas con Ribeiroia de una región que visitaron los investigadores no presentaban malformaciones con tanta frecuencia como las ranas de otra región.
"En el Área de la Bahía (de San Francisco), se veían (ranas con) seis o siete patas, con altas cargas de Ribeiroia, pero no estábamos viendo el mismo fenómeno en las áreas de mayor elevación de California, cuando la carga de Ribeiroia era alta. a veces el doble", dice Calhoun.
"Para explorar esta tendencia, examinamos los mapas de calor de las infecciones por Ribeiroia en ambas áreas y descubrimos que, por alguna razón, Ribeiroia en zonas elevadas iba hacia la cabeza y la región (mandíbula), no hacia las extremidades traseras. Podría estar relacionado con la "Es mucho más frío en las montañas y no hace calor hasta agosto en esta área, que es cuando las ranas comienzan a metamorfosearse. Por lo tanto, la falta de malformaciones podría estar relacionada con la falta de tiempo en la liberación de parásitos y el desarrollo de las ranas".
Otro método implica el uso de etiquetado fluorescente. En un laboratorio, explica Calhoun, etiquetar los parásitos con colores antes de ingresar a las ranas permitiría a los investigadores rastrear cómo se mueven, cuáles son las consecuencias de ese movimiento y si su ubicación cambia con el tiempo.
"Y si se usan tintes como este", dice, "se podrían explorar infecciones individuales en un animal con Echinostoma, Cephalogonimus o Alaria, y luego agregar otro parásito y ver si la distribución cambia. Otros han demostrado que con múltiples parásitos , a medida que se agregan taxones, los parásitos se mueven a diferentes áreas. Pero, ¿cómo ocurre eso? ¿A dónde van? ¿Qué pasaría si los introdujéramos al mismo tiempo, utilizando este método combinado con mapas de calor, un investigador podría investigar el mecanismo de las infecciones? "
Más información: Dana M. Calhoun et al, Poniendo la infección en el mapa:uso de mapas de calor para caracterizar las distribuciones dentro y entre huéspedes de metacercarias de trematodos, Journal of Helminthology (2023). DOI:10.1017/S0022149X2300069X
Proporcionado por la Universidad de Colorado en Boulder
